2. Genel Bilgiler
2.1.1. Ozon Gaz n n Yap sal Özellikleri
Ozon veya di er ad yla triatomik oksijen (O3); mavimsi, patlay c bir gaz ya da mavi bir s v d r. Elemental oksijenin bir formu olup, molekül a rl 47,9982 Daltondur. Ozon molekülü 3 oksijen atomu içerir (O3) ve son derece karars zd r.
Karars zd r, çünkü ozon gaz kolayca serbest oksijen atomlar ya da serbest
hemen her eyi (virüs, bakteri, organik ve inorganik bile ikler) oksitleyebilmekte, çok güçlü bir dezenfektan ve oksidan olarak etki göstermektedir. Son derece reaktif bir gaz olan ozon, 0.02 0.05 ppm e kadar dü ük konsantrasyonlar nda bile fark edilebilir karakteristik, keskin bir kokuya sahiptir. Daha yüksek konsantrasyonlarda (> 0.1 ppm) göz ve solunum yolunu tahri edebilmekte ve hatta yüksek konsantrasyonlar ölümcül olabilmektedir (33).
Ozon, suda kendili inden ayr arak çözünmü halde oksijen ve oksitleyici radikaller olu ur. Reaksiyon sonucu son derece reaktif oksitleyici ajanlar olan serbest hidroksil radikalleri olu ur, fakat bu radikaller mikro saniyelerle ifade edilen bir yar ömre sahiptir. Bu yüzden ozon gaz çevreye dost bir dezenfektan olarak dü ünülmektedir. Suda çözünmü formda; bile iklerin direkt oksidasyonu yoluyla reaksiyona girebilir ya da ozonun ayr mas s ras nda aç a ç kan serbest hidroksil radikalleri yoluyla çe itli bile ikleri oksitleyebilir (34). Ozonun ayr mas s ras nda, suda bulunan maddelere ba l olarak çe itli yan ürünlerin olu mas söz konusu olabilmektedir. E er suda bromür iyonlar varsa, son ürün olarak bromlanm yan ürünler ortaya ç kabilmektedir. Yine ozon dezenfeksiyonunun bir sonucu olarak aldehit ve formik asit olu umu da görülebilmektedir (35). yodür içeren sular n ozonlanmas s ras nda olu an temel yan ürün ise sindiriminin ard ndan h zla metabolize edilerek endojen yolla tekrar iyodüre dönü tü ünden zarars z oldu u dü ünülen iyodatt r. Bromat; potansiyel karsinojen etkisi ve ço u di er organik yan ürünlerden farkl olarak ozonlama basama n takiben biyolojik filtrelerden geçirilme i leminde ayr t r lamad ndan dolay halen en çok ilgilenilen, endi e uyand ran yan üründür ve ozonlama i leminin optimizasyonunda bromat olu umunun minimize edilmesi gerekmektedir. Olu tuktan sonra ortadan kald r lmas ekonomik bulunmamakta ve en iyi bromat minimizasyon stratejisinin pH n n dü ürülmesi ya da amonyak ilavesi oldu u bildirilmektedir (36). Dezenfektan yan ürünlerinden baz lar toksik ya da karsinojenik olabilir, ancak biyolojik deneysel tarama çal malar , ozonlanm sular n klorlanm sulara göre çok daha dü ük mutajenik özellikte oldu unu göstermi tir (37). Dezenfektan olarak ozon, klordan en az 10 kez daha güçlü olup, klorla dezenfeksiyon s ras nda son derece toksik ve karsinojen olan trihalometan (THM) olarak adland r lan ve böbrek, mesane, kolon kanseri geli iminde rol oynayan maddelerin olu umu ozonla dezenfeksiyonda gözlenmemektedir.
Klorlama i lemi; THM yan nda kloroform, karbon tetraklorit, klormetan üretimine de
neden olur. Ozonlama i leminde ise; i lenmemi suda bromür iyonlar olmad sürece, sudaki do al organik maddelerle tepkimeye girdi inde trihalometanlar (THM) gibi halojenlenmi yan ürünler olu turmaz (34).
Yer seviyesindeki ozon US EPA (United States Environmental Protection Agency) taraf ndan önemli bir hava kirletici olarak dü ünülmü ve ortalama 8 saatlik bir periyotta havadaki ozon konsantrasyonu 0.08 ppm olarak belirlenmi tir. NIOSH (The National Institute of Occupational Safety and Health) üst s n r olarak 0.1 ppm (0.1 mg/L=0.2 mg/m3) i tavsiye etmi ve hiçbir zaman bu s n r n a lmamas gerekti ini vurgulam t r. FDA (The Food and Drug Administration) kapal t bbi cihazlar n 0.05 ppm den daha yüksek ozon ç k na müsaade etmemektedir. OSHA (The Occupational Safety and Health Administration) n n ozon için müsaade etti i maksimum maruziyet seviyesi ortalama 8 saatlik bir periyotta 0.1 mg/L (ppm) dir (34, 38).
Ozon; güçlü bir oksidan ve do al olarak biyoreaktiftir (39). Ozon gaz insanlar için toksiktir ve 0.2 ppm üstündeki seviyelerinin geçici respiratuvar semptomlar, solunum fonksiyonlar nda zay flama ve inflamatuvar de i ikliklere neden oldu u kontrollü deneylerle gösterilmi tir (40). Özellikle a r i lerde çal anlarda olmak üzere derin nefes al nd nda a r ve öksürük gibi az say da vaka yan nda, insanlar n ço unun semptomatik olarak ozonlamadan etkilenmedi i deneysel olarak kan tlanm t r. Ancak uzun süreli ozon maruziyetinin özellikle potansiyel genotoksik etkisi üzerinde durulmaktad r (37). Ozon gaz na inhalasyon yoluyla maruziyet sonucu ve deri, göz ve müköz membranlarla temas durumunda, doku tahri ine neden olabilece i belirlenmi tir. Genel olarak 15 dk l k maruziyet s n r 0.3 ppm olarak önerilmektedir. Daha yüksek maruziyet ile ba a r s , mide bulant s , kusma ve gö üs a r s ve nefes darl gibi etkiler görülebilmektedir. Ayr ca akci erleri tahri edebilmekte, öksürük ve/veya solunum güçlü üne neden olabilmekte ve pulmoner ödeme yol açabilmektedir. Erimi haldeki ozonun, deri ya da gözle temas yan klara neden olabilmektedir. Hayvanlarda ise kansere neden oldu una dair s n rl bulgular vard r. Akci er kanserine neden olabildi i ve fetüs geli imini hasara u ratabildi i bildirilmi tir (33). Ayn zamanda merkezi sinir sistemini etkileyip, mutasyonlara neden
Akut Toksisite: Ortalama 8 saatlik bir periyotta 0.1 mg/L nin üzerindeki konsantrasyonlar n n mide bulant s , gö üs a r s , görme keskinli inde azalma ve pulmoner ödeme yol açt bildirilmi tir. En az 1 saat 20 ppm in üzerindeki konsantrasyonlar n n inhalasyonu sonucu ölümcül olabilece i belirtilmi tir (34).
Kronik Etkileri: Akci erler üzerine toksik etkilidir ve solunum hastal klar na neden olabilmektedir (34).
Uzun süreli maruziyet çal malar primer hedef dokular n nazal epitelyum ve akci erin sentriasiner bölgesi oldu unu göstermi tir (42). Akci erin mukus tabakas n n ince oldu u daha a a bölgelerinde, hücreler direkt olarak ozonla hasara u ramaktad r. Daha yukar bölgelerde ise, mukus tabakas n n lipid katman ndaki ozon reaksiyonlar sonucu olu an aldehit ve peroksitler doku hasar n tetikleyebilmektedir (41).
Ozon karars z bir gaz oldu undan, su ar t m sistemlerinde kullan lan ozonun suyun ç k yerinde üretilmesi gerekir. Ozon depolanmad ndan ve toksik etkili olabilece inden, üretim s ras nda sistemin ozon s zd rmas önlenmelidir. Su muamelesi s ras nda ozon gaz suya aktar l r. Fakat devri-daimli sulama sular n n muamelesinde, ozon gaz suya verilmez, suyun ç k yerinde konsantrasyonu artt r l r. Bu sistemlerde suyun ç k yerindeki ozon konsantrasyonu insanlar için fatal konsantrasyonun üzerindedir ve 3.000 ppm e kadar yüksek konsantrasyonlara ula abilmektedir. Suyun ç k yerindeki bu denli yüksek konsantrasyonda üretilen ozon gaz , yakalanmal ve atmosfere sal nmadan önce oksijene dönü türülmelidir (34).